常溫下，在沒(méi)有氧氣存在時(shí)，鐵粉與水幾乎不反應(yīng)，但在高溫下，鐵粉能與水蒸氣反應(yīng)．
（1）鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是
Fe3O4+4H2O
 高溫 
.
 
3Fe+4H2
Fe3O4+4H2O
 高溫 
.
 
3Fe+4H2
．
（2）停止反應(yīng)，待裝置冷卻后，取出反應(yīng)后的混合物，加入過(guò)量的稀硫酸充分反應(yīng)，過(guò)濾．簡(jiǎn)述檢驗(yàn)所得濾液中含有Fe3+的操作方法：
取少量濾液與試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變血紅色，證明含有鐵離子，否則無(wú)鐵離子
取少量濾液與試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變血紅色，證明含有鐵離子，否則無(wú)鐵離子
．
（3）經(jīng)檢驗(yàn)上述濾液中不含F(xiàn)e3+，這不能說(shuō)明鐵粉與水蒸氣反應(yīng)所得的產(chǎn)物中不含+3價(jià)的鐵．原因是（結(jié)合化學(xué)方程式說(shuō)明）
如果反應(yīng)后的混合物中含有過(guò)量的鐵粉，會(huì)發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+，鐵粉把鐵離子全部還原為亞鐵離子后滴入KSCN溶液不變紅色
如果反應(yīng)后的混合物中含有過(guò)量的鐵粉，會(huì)發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+，鐵粉把鐵離子全部還原為亞鐵離子后滴入KSCN溶液不變紅色
．
（4）某同學(xué)利用上述濾液制取白色的Fe（OH）2沉淀，向?yàn)V液中加入NaOH溶液后，觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色．
①沉淀由白色變?yōu)榧t褐色的化學(xué)反應(yīng)方程式是
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
．
②為了得到白色的Fe（OH）2沉淀，并盡可能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置：
請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作：
實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞K，再將分液漏斗的活塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，用生成的氫氣排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉K，利用生成的氫氣將試管中的硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中，則可在盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶中較長(zhǎng)時(shí)間保存白色氫氧化亞鐵沉淀；
實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞K，再將分液漏斗的活塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，用生成的氫氣排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉K，利用生成的氫氣將試管中的硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中，則可在盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶中較長(zhǎng)時(shí)間保存白色氫氧化亞鐵沉淀；
．
分析：（1）在高溫下，鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物有四氧化三鐵和氫氣；
（2）檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe3+的簡(jiǎn)單方法是滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色；
（3）反應(yīng)生成四氧化三鐵可以與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，若鐵粉過(guò)量，還可以和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，所以濾液中可能含有鐵離子，也可能不含有鐵離子；
（4）①氫氧化亞鐵不穩(wěn)定接觸空氣時(shí)很快被氧化為氫氧化鐵；
②要較長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀，關(guān)鍵是怎樣降低反應(yīng)體系中氧氣的量，利用生成的氫氣趕凈裝置中的氧氣，據(jù)此分析實(shí)驗(yàn)步驟；
解答：解：（1）在高溫下，鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物有四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe3O4+4H2O
 高溫 
.
 
3Fe+4H2；
故答案為：Fe3O4+4H2O
 高溫 
.
 
3Fe+4H2；
（2）檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe3+的簡(jiǎn)單方法是滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色，若溶液變紅色證明含有Fe3+，否則不含；
故答案為：取少量濾液與試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變血紅色，證明含有鐵離子，否則無(wú)鐵離子；
（3）反應(yīng)生成四氧化三鐵可以與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，若鐵粉過(guò)量，還可以和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，所以濾液中可能含有鐵離子，也可能不含有鐵離子；
故答案為：如果反應(yīng)后的混合物中含有過(guò)量的鐵粉，會(huì)發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+，鐵粉把鐵離子全部還原為亞鐵離子后滴入KSCN溶液不變紅色；
（4）①氫氧化亞鐵不穩(wěn)定接觸空氣時(shí)很快被氧化為氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
故答案為：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
②要較長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀，關(guān)鍵是怎樣降低反應(yīng)體系中氧氣的量，利用生成的氫氣趕凈裝置中的氧氣，實(shí)驗(yàn)步驟為：實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞K，再將分液漏斗的活塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，用生成的氫氣排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉K，利用生成的氫氣將試管中的硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中，則可在盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶中較長(zhǎng)時(shí)間保存白色氫氧化亞鐵沉淀；
故答案為：實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞K，再將分液漏斗的活塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，用生成的氫氣排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉K，利用生成的氫氣將試管中的硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中，則可在盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶中較長(zhǎng)時(shí)間保存白色氫氧化亞鐵沉淀；
點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

(14分)欲用濃硝酸法(測(cè)定反應(yīng)后生成氣體的量)測(cè)定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。資料表明：①反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時(shí)幾乎只有無(wú)色N2O4液體或晶體存在。為完成測(cè)定并驗(yàn)證有NO生成，有人設(shè)計(jì)下圖實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應(yīng)通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測(cè)量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的操作是：___________________________________________________。

(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實(shí)驗(yàn)后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無(wú)揮發(fā)也無(wú)分解，則：

    ①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測(cè)出反應(yīng)后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實(shí)驗(yàn)中只測(cè)定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不驗(yàn)證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應(yīng)后，只需簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作就可以達(dá)到目的，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程_______________                                 ____。

【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的有兩個(gè)。一是驗(yàn)證反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測(cè)定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，解題時(shí)我們始終圍繞這兩個(gè)目的。要驗(yàn)證有NO生成，就必須要保證整個(gè)裝置中沒(méi)有氧氣存在，否則即使生成NO，也會(huì)轉(zhuǎn)變成NO2，所以實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗(yàn)NO的方法是將NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，由于反應(yīng)中本來(lái)就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結(jié)合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉(zhuǎn)變成無(wú)色N2O4液體或晶體。如果溫度過(guò)低NO2會(huì)轉(zhuǎn)變成無(wú)色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應(yīng)通人熱的氧氣。要測(cè)定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測(cè)得與銅銀合金相關(guān)的另外一個(gè)量，方可列方程組求解。結(jié)合題意，可知方法為測(cè)出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個(gè)裝置中，所以必須測(cè)出兩個(gè)裝置的質(zhì)量變化。另為保證測(cè)定準(zhǔn)確，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)打開K1、K2，持續(xù)一段時(shí)間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計(jì)算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進(jìn)行計(jì)算，反應(yīng)后剩余硝酸是0.04mol，反應(yīng)前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應(yīng)的硝酸是0.5mol。因?yàn)槿芤褐泻秀y離子，剩余可以通過(guò)沉淀法來(lái)測(cè)定銀的物質(zhì)的量。

 

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2014屆河北省高一下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

(14分)欲用濃硝酸法(測(cè)定反應(yīng)后生成氣體的量)測(cè)定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。資料表明：①反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時(shí)幾乎只有無(wú)色N2O4液體或晶體存在。為完成測(cè)定并驗(yàn)證有NO生成，有人設(shè)計(jì)下圖實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應(yīng)通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測(cè)量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的操作是： ___________________________________________________。

(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實(shí)驗(yàn)后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無(wú)揮發(fā)也無(wú)分解，則：

    ①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測(cè)出反應(yīng)后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實(shí)驗(yàn)中只測(cè)定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不驗(yàn)證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應(yīng)后，只需簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作就可以達(dá)到目的，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程_______________                                  ____。

【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的有兩個(gè)。一是驗(yàn)證反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測(cè)定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，解題時(shí)我們始終圍繞這兩個(gè)目的。要驗(yàn)證有NO生成，就必須要保證整個(gè)裝置中沒(méi)有氧氣存在，否則即使生成NO，也會(huì)轉(zhuǎn)變成NO2，所以實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗(yàn)NO的方法是將NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，由于反應(yīng)中本來(lái)就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結(jié)合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉(zhuǎn)變成無(wú)色N2O4液體或晶體。如果溫度過(guò)低NO2會(huì)轉(zhuǎn)變成無(wú)色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應(yīng)通人熱的氧氣。要測(cè)定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測(cè)得與銅銀合金相關(guān)的另外一個(gè)量，方可列方程組求解。結(jié)合題意，可知方法為測(cè)出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個(gè)裝置中，所以必須測(cè)出兩個(gè)裝置的質(zhì)量變化。另為保證測(cè)定準(zhǔn)確，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)打開K1、K2，持續(xù)一段時(shí)間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計(jì)算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進(jìn)行計(jì)算，反應(yīng)后剩余硝酸是0.04mol，反應(yīng)前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應(yīng)的硝酸是0.5mol。因?yàn)槿芤褐泻秀y離子，剩余可以通過(guò)沉淀法來(lái)測(cè)定銀的物質(zhì)的量。

 

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